深空探测中的若干关键非线性不确定性动力学与控制问题研究

基本信息
批准号:11432001
项目类别:重点项目
资助金额:300.00
负责人:徐世杰
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2014
结题年份:2019
起止时间:2015-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李俊峰,宝音贺西,贾英宏,徐明,龚胜平,严夺魁,蒋方华,吕敬,王悦
关键词:
非圆型限制性三体问题限制性四体问题轨道姿态耦合深空探测分块流形拼接
结项摘要

Recently, an upsurge on deep-space exploration focused on the Moon, the Mars, and the asteroids, as well as the libration points task, is set off. This project is representative of the new concept, new tasks, new technology in the deep-space exploration as the background, epurates out of the scientific problem of dynamics and control, to carry out the basic theory and application basic theory researches systematically and deeply. The main research topics include: the non-circular (elliptic and hyperbolic) restricted three-body problem; the restricted four-body problem; the existence and stability of the periodic and quasi-periodic orbits; the time dependent invariant manifolds and invariant tori theories; the parted manifold join techniques on the circular, the non-circular restricted three-body problem models and the restricted four-body problem model as well as its application in the low-energy transfer orbit design; the orbit optimization design based on pulse propulsion and low thrust propulsion; the coupling dynamics and control between orbit and attitude in non-central gravitation; the influence mechanism of the attitude on invariant manifold near the non-central gravitation. In particular, the uncertainties in both model and disturbance are considered, so that the analysis, optimization design, and control are all robust. The project may dig out the original innovative ideas, algorithms and analysis software with independent intellectual property rights. The expected research results can not only provide theoretical basis and technical reserves for China's future deep space exploration, but also can promote the development on basic theory researches of nonlinear system dynamics and control.

近年来,国际上正掀起一个以月球、火星、小行星探测和平动点任务为重点的深空探测热潮,本项目以其中有代表性的新概念、新任务、新技术为背景,凝炼出相关的动力学与控制方面的科学问题,开展系统深入的基础和应用基础理论研究。主要内容包括:非圆型限制性三体和限制性四体问题的周期/拟周期轨道的存在性与稳定性,时间相关不变流形和不变环理论,圆型、非圆型限制性三体模型和限制性四体模型的分块流形拼接及其在低能转移轨道设计中的应用,基于脉冲、小推力推进等方式的轨道优化设计,非中心引力场中的轨道/姿态耦合动力学与控制,姿态对不变流形的影响机理等,特别考虑各种模型和干扰不确定性,使分析、优化设计、控制方案都具有鲁棒性。从中可能发掘出原始创新思想,获得具有自主知识产权的算法和分析软件。预期研究成果既可以为我国未来的深空探测提供理论依据和技术储备,又可以促进非线性系统动力学与控制的基础理论的发展。

项目摘要

近年来,国际上正掀起一个以月球、火星、小行星探测和平动点任务为重点的深空探测热潮,本项目以其中有代表性的新概念、新任务、新技术为背景,凝炼出相关的动力学与控制方面的科学问题,开展系统深入的基础和应用基础理论研究。主要内容包括:非圆型限制性三体和限制性四体问题的周期/拟周期轨道的存在性与稳定性,时间相关不变流形和不变环理论,圆型、非圆型限制性三体模型和限制性四体模型的分块流形拼接及其在低能转移轨道设计中的应用,基于脉冲、小推力推进等方式的轨道优化设计,非中心引力场中的轨道/姿态耦合动力学与控制,姿态对不变流形的影响机理等,特别考虑各种模型和干扰不确定性,使分析、优化设计、控制方案都具有鲁棒性。从中可能发掘出原始创新思想,获得具有自主知识产权的算法和分析软件。预期研究成果既可以为我国未来的深空探测提理论依据和技术储备,又可以促进非线性系统动力学与控制的基础理论的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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